藍牙新添“尋向功能”，提供更加精準的定位服務(wù)

藍牙技術(shù)是一項全球的無(wú)線(xiàn)標準，藍牙技術(shù)自誕生二十年以來(lái)，已經(jīng)開(kāi)辟了包括無(wú)線(xiàn)音頻與無(wú)線(xiàn)智能設備在內的巨大市場(chǎng)空間。如今，藍牙技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得十分成熟，特別是低功耗藍牙的推出，更是將藍牙技術(shù)的應用范圍不斷擴大，現在已經(jīng)廣泛應用于通信、定位導航、數據傳輸、大型網(wǎng)絡(luò )設備等各種社交場(chǎng)所。近日，隨著(zhù)藍牙 5.1 新的核心規格發(fā)布，藍牙技術(shù)聯(lián)盟宣布推出全新的“尋向功能”（direction finding），該功能有望為基于位置服務(wù)的藍牙解決方案帶來(lái)顯著(zhù)的性能提升。為此，2019年2月22日，藍牙技術(shù)聯(lián)盟在北京舉辦了媒體見(jiàn)面會(huì )，藍牙技術(shù)聯(lián)盟亞太區開(kāi)發(fā)者關(guān)系經(jīng)理任凱向大家進(jìn)一步解答了關(guān)于“智能家居專(zhuān)項組”的情況并詳解了全新尋向功能如何強化藍牙位置服務(wù)解決方案以滿(mǎn)足新興市場(chǎng)不斷變化的需求，使部署更靈活、更具擴展性。

藍牙技術(shù)聯(lián)盟亞太區開(kāi)發(fā)者關(guān)系經(jīng)理 任凱

藍牙技術(shù)聯(lián)盟于2017年推出了藍牙mesh，通過(guò)這些年的發(fā)展，藍牙mesh技術(shù)實(shí)現了多對多的大規模設備網(wǎng)路連接，使得藍牙mesh可以在智能家居等方面有更多的應用。藍牙mesh模型構成了藍牙mesh網(wǎng)絡(luò )的應用層，并定義了連接至藍牙mesh網(wǎng)絡(luò )的設備行為。如同所有藍牙技術(shù)規格，智能家居專(zhuān)項組所開(kāi)發(fā)的mesh模型將可供所有成員公司結合藍牙mesh網(wǎng)絡(luò )規格使用，從而實(shí)現智能家居領(lǐng)域跨廠(chǎng)牌的互通性。據任凱先生介紹，阿里巴巴、小米等60家成員公司已經(jīng)加入全新藍牙聯(lián)盟“智能家居專(zhuān)項組，致力于推動(dòng)藍牙mesh網(wǎng)絡(luò )技術(shù)在智能家居市場(chǎng)發(fā)展。

為了滿(mǎn)足位置服務(wù)市場(chǎng)不斷增長(cháng)的需求，全新藍牙5.1標準新增了“尋向功能”幫助設備明確藍牙信號的方向，進(jìn)而幫助開(kāi)發(fā)解讀設備方向的藍牙接近（proximity）解決方案，實(shí)現厘米級位置精度的藍牙定位系統。

任凱先生表示，基于位置的藍牙服務(wù)解決方案通常分為兩類(lèi)：接近類(lèi)解決方案和定位系統。當前，接近類(lèi)解決方案主要基于RSSI（Received Signal Strength Indication，接收信號強度指示），借助藍牙，解讀兩臺設備何時(shí)彼此靠近，以及相距距離的近似值。該類(lèi)別同時(shí)包括物品追蹤（item finding）解決方案（個(gè)人財物標簽）和地標（Point of Interest，PoI）信息解決方案（鄰近感知Beacon）。定位系統也是基于RSSI，主要分為實(shí)時(shí)定位系統（資產(chǎn)追蹤）和室內定位系統（導航）。無(wú)論是實(shí)時(shí)定位還是室內定位，又或是物品追蹤，原理都是類(lèi)似的，都是在數據包傳輸中加入RSSI機制，通過(guò)RSSI來(lái)虛擬出產(chǎn)品的大致范圍，再通過(guò)三邊測量法，實(shí)現相互交集的測量算法，最終達成室內定位。通過(guò)引入全新尋向功能，能讓用戶(hù)了解所需要東西所處的方向，顯著(zhù)提升用戶(hù)體驗，并且定位更加準確。

在本次會(huì )議上，任凱先生向與會(huì )記者重點(diǎn)介紹了新的藍牙尋向功能支持多種確定信號方向的方法。新增的藍牙“尋向功能”采用到達角（Angle of Arrival，AoA）和出發(fā)角（Angle of Departure，AoD）兩種方法，可以檢測5度角內的信號方向，從方向上更準確地確定追蹤物品所在的位置。

其中，達到角方法主要針對實(shí)時(shí)定位系統（Real Time Location Systems，RTLS）、物品追蹤和地標信息，它的工作過(guò)程是，發(fā)射器通過(guò)單一天線(xiàn)發(fā)送特殊的數據封包，接收器借助以陣列排布的多個(gè)天線(xiàn)接收數據，由于天線(xiàn)之間的間距不同，天線(xiàn)會(huì )得到所接收到的信號相位差，在有源天線(xiàn)之間切換時(shí)，從接收的信號中獲取IQ樣本，最后通過(guò)數據計算得出信號的相對相位，得出設備相互之間的角度后再通過(guò)三邊測量法就可以實(shí)現尋向功能。

出發(fā)角方法主要針對室內定位系統（Indoor Location System，IPS），它和到達角方法相反，發(fā)射器是多天線(xiàn)，接收器是單天線(xiàn)。發(fā)射器在以陣列排布的有源天線(xiàn)之間切換時(shí)，發(fā)送特殊的數據封包，接收器通過(guò)單一天線(xiàn)接收信號并獲取IQ樣本，最終計算出信號的相對相位?，F在，通過(guò)引入全新的尋向功能，藍牙接近類(lèi)解決方案將能夠添加與設備方向相關(guān)的功能。例如，物品追蹤解決方案將不僅可以告知用戶(hù)已臨近財物標簽位置，還能讓用戶(hù)了解其所處的方向，顯著(zhù)提升用戶(hù)體驗。

面對與會(huì )記者提出的關(guān)于藍牙尋向距離和精度的相關(guān)問(wèn)題時(shí)，任凱先生的回答是，尋向的機制，其實(shí)尋向的機制和無(wú)線(xiàn)電的發(fā)射功率和接受靈敏度是有重大的關(guān)系的，也就是如果發(fā)射功率越高且接受靈敏度越好，那么尋向范圍就越大。但如果考慮的是精度的問(wèn)題，它和尋向范圍是沒(méi)有關(guān)系的，因為這里是一個(gè)通過(guò)角度的計算，并不是通過(guò)接受靈敏度來(lái)進(jìn)行一個(gè)計算，現在可以達到粒米級的精度。所以尋向功能，應該說(shuō)是對現有的藍牙定位服務(wù)進(jìn)行了一個(gè)增強。

自低功耗藍牙正式推出以來(lái)，開(kāi)發(fā)者就能夠利用藍牙為消費類(lèi)、零售、醫療保健、公共場(chǎng)所及制造領(lǐng)域的各類(lèi)應用創(chuàng )建功能強大、低成本的位置服務(wù)解決方案。任凱先生表示，全新“尋向功能”將使藍牙更好地滿(mǎn)足位置服務(wù)行業(yè)中不斷變化的需求，使部署更加靈活，更具可擴展性，且能夠應對未來(lái)需求，進(jìn)一步加速藍牙在當前基于位置服務(wù)市場(chǎng)當中的普及率，同時(shí)為全新的應用和用例開(kāi)啟商機。今后，藍牙與Mesh功能將會(huì )有更多的應用融合，在以后必將提出更多更優(yōu)秀的解決方案。藍牙正在進(jìn)軍新興市場(chǎng)，將會(huì )為智能樓宇、智能工業(yè)和智慧城市帶來(lái)全新變革， 此“尋向功能”也將起到強大的推動(dòng)作用，讓我們拭目以待。